机器与设备教案一

化工机器与设备第一章：泵（离心泵）的基本知识教学目的和要求：使学生掌握离心泵的工作原理，特点、分类、结构，及离心泵的操作，故障排除，检修的基本方法。重点：1、离心泵的工作原理，特点、分类、结构2、如何选择泵3．离心泵的运转4．离心泵的操作，故障排除，检修学时：绪论一．本课程研究对象：二．参观模型室：第一节概述教学目的和要求：使学生掌握离心泵的概念、分类重点：1、离心泵的概念2、分类一．概念与应用泵：是用来输送液体并增加液体总量的一种机器。应用：如炼油厂各类油泵；化工厂各类酸碱泵；氮肥厂的熔融尿素泵及各类排水用的清水泵。（泵就像人体的心脏。是保证石油化工生产的连续，安全生产的重要机器之一。）二．泵的分类：1．按工作原理分：（1）容积泵：依靠泵内工作室的容积大小作用周期性的变化来输送液体，为间歇排液过程。（2）叶片泵：叶片泵依靠泵内作高速旋转的叶轮把能量传递给液体，从实现液体输送的机器。（参见图各种类型叶片泵）（3）其他类型泵：除叶片泵和容积泵外的特殊泵，主要有流体动力作用泵，电磁泵，喷射泵等。2．按泵的工艺用途分：工艺流程泵；公用工程泵；辅助用途泵；管送输送泵等3．按输送介质分：水泵油泵杂质泵耐腐蚀泵等4．按使用条件分：（1）大流量泵与微流量泵：流量分别为18000立方米/小时，0.（2）高温泵与低温泵：高温达500`Ｃ，低温至—253`Ｃ。（3）高压泵与低压泵：高压达200mPa,真空度为2.66~1、66kPa(4)高速泵与低压泵：高速达24000r/min,低速5-10r/min（5）高黏度泵：黏度要达数千帕·秒（Pa·S）（6）计量泵：流量的计量精度达±0、3%三：泵的特点及适用范围：（参见图形讲授）图表示各类泵的流量和扬程的适用范围①离心泵主要适用于大，中流量和中等压力的场合；②往复泵主要适用于小流量高扬程场合；③回转泵和旋涡泵适用于小流量和高压力场合；（离心泵具有适用范围广，结构简单运转可靠等优点，在石油化工生产中广泛采用。）作业P561.2.离心泵的工作原理及分类.型号与编制教学目的和要求：使学生掌握离心泵的工作原理，分类、型号编制重点：1、离心泵的工作原理，分类2、离心泵的型号编制装置：以图讲授（一般装置示意图，IS型单级单吸离心泵结构图）工作过程及原理：灌泵，启动电机，电机通过泵轴带动叶轮旋转，叶轮中的叶片驱使液体一起转旋，在离心力作用下，叶轮中的液体沿叶片流道被甩向叶轮出口，并流经蜗壳送到排出管，与此同时叶轮入口中心处形成低压，在吸液池和叶轮中心处的液体之间产生压力差，吸液池中的液体在压力差作用下，便不断地经吸入管路及泵的吸入室进入叶轮中。（如此吸入、排出、连续不断工作）2．“气缚”现象3．底阀的作用：二、离心泵的分类：1．按叶轮吸入方式分：单吸式：叶轮只在一侧有吸入口，制造方便，运用最为广泛双吸式：叶轮两侧都有吸液口，液体从两侧同时吸入，故泵的流量较大。2．按级数分类：单级离心泵：只有一个叶轮，运用最广，但扬程较底，多级离心泵：具有两个或两个以上叶轮的离心泵。3.按扬程分类：低压离心泵：扬程≤20m中压离心泵：扬程=20～100m高压离心泵：扬程＞100m4.按泵的用途和输送液体性质分：清水泵泥浆泵碱泵油泵等三、离心泵的型号与编制：型号表示性能特点的代号，我国型号尚未完全统一，今采用以汉语拼音与阿拉伯数字组合编制。ⅠⅡⅢⅣ近年来我国家型号采用国际标准ISO2858—1975（E）新泵：ⅠⅡⅢⅣⅤ四、离心泵的结构：（以图为例）1．单收单吸离心泵2．B型泵3．IS型泵4．多级离心泵5．高速离心泵作业P56.7第三节离心泵的主要零部件简介（见书中图形讲授）教学目的和要求：使学生掌握离心泵的结构，组成、及离心泵的操作重点：1、离心泵的工作原理组成、结构1．叶轮2．泵轴3．蜗壳和导轮4．密封环5．轴密装置：填料密封、机械密封6．轴向力平衡装置P572.13第四节离心泵的主要性能参数教学目的和要求：使学生掌握离心泵性能参数的意义，会简单计算重点：离心泵的性能参数的含义1．流量：单位时间内泵所排除液体的量，有体积流量，质量流量。2．扬程：单位质量的液体从泵进口到泵出口的能量增值。3．转速：4．功率和效率：功率：单位时间内所做的功（有效功率Ne，轴功率N）效率：衡量离心泵工作经济性指标η=Ne/NNe=QHpg/1000kw举例：某离心泵输送清水，流量为25立方米/h扬程为32m解Ne=QHPG/1000取p=1000kg/立方米（常温清水），Q=25立方米/h=25/3600（立方米/sH=32代入Ne=1000×25×32×9、81/3600×1000=2、18kwN=Ne/η=2、18/0、71=3、07kw7、允许吸上真空度和允许气蚀余量（用来表示泵的吸入性能参数。是确定泵安装高度的重要依据）气蚀现象:见书中图形讲授作业；P5618.19第五节离心泵的性能曲线简介（以实验方法测得目前还不能用理论分析方法）教学目的和要求：使学生掌握离心泵的性能曲线。离心泵的工作点及串并联重点：1、离心泵的性能曲线的含义2、离心泵的工作点及串并联试验的条件以温度为293k的清水为介质在额定转速下运行1．Q—H曲线（书中图形讲授）2．Q—N曲线（书中图形讲授）3．Q—η曲线（书中图形讲授）一．影响性能曲线的因素：1．转速2．叶轮外径3．液体物性作业；P5622.23.24离心泵的运转教学目的和要求：使学生掌握离心泵串并联、运转与维护的基本知识重点：离心泵的串并联及保养与维护1.离心泵在管路上的工作及流量调节a.管路特性曲线：Hc—Q(Hc—管路所需能量)b.离心泵的工作点离心泵在一定转速下运转时某一流量对应一定扬程，泵的工作点应在该泵的H—Q曲线上，从管路上看，泵在管路上的工作点必在Hc—Q线上，两曲线交点M所对应的Q和H值就是泵运转的流量和扬程，M点是泵的工作点。C.流量调节在石油化工生产中，常需根据工作条件的变化来调节泵的流量，而离心泵的流量由工作点来确定。1）改变管路特性曲线的流量调节；2）改变离心泵性能曲线的流量调节；2.离心泵的串联与并联工作串联目的：提高泵的扬程，增加输送距离等并联目的：一台泵流量不能满足要求，可并联作业；P5627离心泵的选择简介离心泵的性能曲线是选择离心泵的重要依据，把同一类型泵中每种型号泵的高效工作综合绘制在同一坐标图上，成为同类型泵高效工作区的综合图，称之为离心泵性能曲线型谱图。一.选择泵的原则1．满足生产工艺提出的流量扬程及输送流体性质的要求；2．离心泵应具有良好的吸入性能，轴分严密可靠，润溶冷却良好零件有足够的强度，便于持作和维护；3．尺寸小，重量轻，结构简单，成本低；4．工作范围广；5．满足其他特殊要求；二．选择泵的步骤与方法1．列出基础数据2．估计泵的流量和扬程3．选择泵的类型4．选择泵的型号5．核算泵的性能6．计算泵的中功率和驱动机功率例题：1．选一台输送清水的离心泵，以满足流量Q=36立方米/h，H=30的要求。2．有一台离心泵铭牌上注明H=9、5m，Q=1、44立方米/hN=5kwn=1450r/min试问轴速降低为1300r/min时扬程和流量是多少？3.某输水系统所要求的流量为36立方米/h,所需外加压头为30m，选择一台合适的泵。第八节离心泵的操作.故障排除.检修教学目的和要求：使学生掌握离心泵的操作，故障排除，检修的基本方法。重点：1、离心泵的启动与停车2、典型故障的修理一．离心泵的启动及停车：1．启动启动前的检查：启动2.停车二．运转时的维护：三．离心泵常见故障的排除方法：（见图表）四．离心泵的拆卸与装配拆卸：拆除附件（如真空表、管道、曲环等）拆除前后轴承件拆除填料压盖、填料及后填料盒卸下拉紧螺栓，取出前段.后段，然后逐级卸下叶轮五．离心泵的检修：1.检修周期（见图表）：修周期/月清水泵清水泵小修3～41～2中修6～124～62.检查及测量内容（1）转子的检查与测量：①叶轮腐蚀与磨损情况的检查②叶轮径向跳动的测量③轴套磨损情况的检查④泵轴的检查及测量⑤键连接的检查(2)密封坏的检查与测量:①密封环磨损情况的检查②密封环与叶轮进口端外圆之间径向间隙的测量(3)轴向密封的检查与测量:①泵壳与轴套之间的径向间隙②填料压盖外圆与填料函内圆的径向间隙③填料压盖内圆与轴套外圆之间的径向间隙(4)滚动轴承的检查:①滚动轴承构件的检查②轴向间隙的检查③径向间隙的检查(5)泵体的检查与测量:①轴承孔的检查与测量②泵体损伤的检查3.离心泵的主要件修理:(1)叶轮的修理（2）轴套的修理（3）泵轴的修理（4）密封环的修理（5）轴向密封装置的修理（6）泵体的修理作业P5628章节总结：活塞式压缩机教学目的和要求：使学生掌握活塞式压缩机总体结构及选择检修和故障排除重点：1.压缩机概述2.活塞式压缩机总体结构3．活塞式压缩机的选用方法和步骤4．活塞式压缩机的检修和故障排除学时:学时§2～1概述教学目的和要求：使学生掌握活塞式压缩机的概念及主要组成重点：1.压缩机概述2.活塞式压缩机总体结构压缩机是一种输送气体并提高气体压力的机器。一．压缩机的主要用途:1．在石油化工生产中常用；2．气体输送；3．制冷和气体分离；4．在动力工程中常用；二．压缩机的分类:(见图表)按工作原理分为:容积式和速度试三．压缩机应用范围:见图表四．活塞式压缩机的基本构造:主要组成:主机:运动机构(曲轴,连杆和十字头)工作机构(汽缸,活塞气阀)机身(机体,中体,机座等)辅机:润滑系统,冷却系统,气路系统等。五工作过程:由许多循环组成每一循环包括吸气压缩排气膨胀四个过程六．活塞式压缩机的分类:见图表七．活塞式压缩机的特点及应用与其它类型压缩机相比)①压力范围广②效率高③适应性强④结构复杂,外形尺寸和重量较大，需较大的基础，气流有脉动性，应用于中高压及超高压，中小流量的场合；作业P1181§2～2活塞式压缩机总体结构及选择教学目的和要求：使学生掌握活塞式压缩机总体结构及选择重点：1.压缩机的总体结构2.活塞式压缩机分类3.压缩机的主要参数一．主要参数：转数n,活塞行程s,活塞平均速度Cm,二．结构方案选择：结构方案的内容：①选择机器的形式；②级数和列数；③各级汽缸在列中的排列和各列曲柄错角的排列；三．基本形式及特点：1．立式压缩机：见书中图形讲授2．卧式压缩机：见书中图形讲授3．对称平衡型：见书中图形讲授4．对置式压缩机：见书中图形讲授5．角度式压缩机：见书中图形讲授四．级在列中的排列：1．级在列中的排列原因：2．配量形式：结构方案示例作业P1182.3.4§2～3活塞式压缩机主要零部件教学目的和要求：使学生掌握活塞式压缩机总体结构及主要零部件重点：1.活塞式压缩机的汽缸、活塞2.活塞式压缩机的气阀3．活塞式压缩机的曲轴、连杆、十字头1.汽缸：见书中图形讲授2.活塞：见书中图形讲授3.气阀：见书中图形讲授4.曲轴：见书中图形讲授5.连杆：见书中图形讲授6.十字头：见书中图形讲授作业P118..3.14.8.29§2～4活塞式压缩机的润滑及冷却教学目的和要求：使学生掌握活塞式压缩机的润滑和冷却重点：1.压缩机的润滑系统2.活塞式压缩机冷却学时:学时1.润滑的目的:2.润滑的方式:3.冷却目的:4.冷却的方式：作业P11832.33§2～5活塞式压缩机的辅助装置（以图为例说明）缓冲器、冷却器、油水分离器的结构和作用作业P11835§2～6活塞式压缩机的选用方法和步骤简介教学目的和要求：使学生掌握活塞式压缩机的选择和步骤重点：1.压缩机的选择学时:学时1．基本工艺参数的确定2．初选压缩机3．排气量和能耗核算作业P11836§2～7活塞式压缩机的检修和故障排除教学目的和要求：使学生掌握活塞式压缩机总检修和故障排除重点：1.压缩机的检修2.故障诊断与排除学时:学时一．活塞式压缩机的拆卸二．活塞式压缩机的修理（一）活塞式压缩机常见故障及其处理方法：（见图表）(二)活塞式压缩机的检修：1.检修周期/月：小修中修大修3682.主要件的检查与修理：①曲轴②连杆③活塞杆④活塞环⑤气缸三.活塞式压缩机的安装：1.机体的安装2.压缩机个主要零部件的装配3.填料的安装4.气缸的安装5.活塞的安装四.活塞式压缩机的试车：1.试车准备2.试车内容3.空负荷试车作业P11838.39章节总结：离心式压缩机简介教学目的和要求：使学生掌握式离心式压缩机总体结构重点：离心式压缩机的总体结构离心式压缩机主要性能参数学时：§3～1离心式压缩机的特点及应用一．离心式压缩机的发展方向：§3～2离心式压缩机的总体结构（以图为例说明）教学目的和要求：使学生掌握式离心式压缩机总体结构及型号编注重点：1.离心式压缩机的总体结构2.离心式压缩机型号编注一．离心式压缩机的工作原理：二．离心式压缩机的分类及型号编制：分类：按总体结构分为：编号：目前我国离心式压缩机型号已统一。示例：DA120-121型离心式压缩机：流量为120立方米共12级叶轮。第一次设计的离心式压缩机（注：国内外引进使用的离心式压缩机常见编制方法：）P149.5§3～3离心式压缩机主要性能参数教学目的和要求：使学生掌握式离心式压缩机性能参数重点：1.离心式压缩机主要性能参数学时：1．排气量2．排气压力3．压力比4．转速5．功率6．效率作业P1496第四章化工容器教学目的和要求：使学生掌握压力容器基本知识，安全操作要点重点：1．了解压力容器基本知识2．掌握压力容器基本结构3．安全附件的结构及作用4.压力容器的安全操作要点学时：第一节压力容器基本知识定义:承受介质压力且与外界隔离的密闭容器条件：压力容器安全技术监察规程规定1、最高工作压力大于或等于0.1MPa(不含液柱静压力)；2、内直径(非圆形截面指断面最大尺寸)大于或等于0.15M，且容积大于或等于0.025立方米；3、介质为气体、液化气体或最高工作温度高于或等于标准沸点的液体；第二节压力容器的分类教学目的和要求：使学生掌握压力容器基本知识，分类重点：1．了解压力容器基本知识2．掌握压力容器基本结构3．安全附件的结构及分类一．分类按照使用位置分类：固定式、移动式按照设计压力分类：低压L（0.1-1.6mp)中压M（1.6-10mp)高压H（10-100mp超高压U（大于100兆帕）按照压力容器在生产过程中的作用分类:1)反应压力容器（R):如反应器、反应釜、煤气发生炉等2）换热压力容器（E）:如冷却器、余热锅炉、蒸发器、热交换器等3)分离压力容器（S):如分离器，过滤器，吸收塔、干燥塔等。4)储存压力容器（C，其中球罐代号B）如各种储罐；煤气氧气罐。按容器壁厚分类：薄壁容器：容器壁厚小于等于内径1/10;或外径内径之比K＝Do/D1〈1.2。厚壁容器:容器壁厚大于等于内径1/10;或外径内径之比K＝Do/D1>1.2。按压力等级、品种划分及介质危害分类：第三类压力容器：1高压容器2毒性程度为极度和高度危害的中压容器。3易燃或毒性程度为中毒危害介质，且设计压力P与容积V的乘积大于或等于10MPa·m3(pv≧10MPa·m3)中压储存容器。4易燃或毒性程度为中毒危害介质，且pv≧0.5MPa·m3中压反应容器5毒性程度为极度和高度危害介质，且pv≧0.2MPa·m3低压反应容器6高压、中压管壳式余热锅炉,包括用途属于压力容器并主要按压力容器标准、规范进行设计和制造的直接火焰加热的压力容器。7中压搪瓷玻璃压力容器8使用按相应标准中抗拉强度规定值下限大于等于540MPa的强度级别较高的材料制造的压力容器。9移动式压力容器包括铁路罐车（介质液化气体、低温液体罐）或汽车[液化气体运输车（半挂）、低温液体运输车（半挂）、永久气体运输车（半挂）]和罐式集装箱（介质为液化气体、低温液体）等。10容积大于等于50m3的球形储罐。11容积大于5m3的低温绝热压力容器高压容器、中压余热锅炉以及一定条件的中压低压容器；第二类压力容器：中压容器、低压余热锅炉以及符合一定条件的低压容器；1中压容器。2毒性程度为极度和高度危害介质的低压容器。3易燃介质或毒性程度为中度危害介质的低压反应容器和低压储存容器。4低压管壳或余热锅炉。5低压搪瓷玻璃压力容器。第一类压力容器：一般低压容器；除列入第三类、第二类的低压容器之外的所有低压容器作业P2801.第三节压力容器的材料常用材料类型1、碳素钢Q235-A·FQ235-C20R10202535452．低合金钢16Mn16MnR15MnV15MnVR15MnVNR40MnB3.低温钢16MnRD07MnCrMoVR07MnNiCrMoVDR16MnMoD4.不锈钢0Cr130Cr18Ni90Cr18Ni10Ti0Cr18Ni12Mo2Ti作业P2802第四节压力容器基本结构教学目的和要求：使学生掌握压力容器基本知识，基本结构重点1．了解压力容器基本知识2．掌握压力容器基本结构1．结构形式：球形、圆筒形、箱形、锥形。球形：优点：应力小，材料省，表面积小，相同容积时，球表面积最小。与圆筒形容器相比，节省材料30-40%。缺点：球形容器制造复杂，附件难以安装，介质难以流动，应用范围：用于大型储罐。圆筒形优点：制造方便，受载较均匀，附件较易于安装，应用范围：可作任何用途的容器、使用最广泛2组成圆筒形容器：筒体：钢板卷焊而成封头：椭圆形。球形。碟形。锥形。平盖等

结管与法兰：管法兰，容器法兰密封元件：非金属，金属，组和式内件：支座：作业P2802.13.14安全附件教学目的和要求：使学生掌握压力容器安全附件知识、作用重点：1．压力容器安全附件知识、作用2.压力容器的安全操作要点监控类安全附件：压力表、温度计、液面计保护类安全附件：安全阀、爆破片.紧急切断阀静电接地装置：在易燃介质的容器和管道上均应考虑装设静电接地装置1．安全阀：2．爆破片

：是一种非重闭式泄压装置，以防止容器或系统内的压力超过预定的安全值3．安全阀与爆破片装置的组合：

爆破片的标定爆破压力不得超过容器的设计压力。安全阀的开启压低于爆破片的标定爆破压力。4．爆破帽

：多用于超高压容器。超压时其断裂的薄弱断面在开槽处和形状处。5．易熔塞

：主要用于中、低压的小型压力容器，在盛装液化气体的钢瓶中应用更为广泛。6．紧急切断阀、减压阀

：通常与截止阀串联安装在紧靠容器的介质出口管道上。作业P2806第六节压力容器的检验教学目的和要求：使学生掌握压力容器检验的方法重点：1、压力容器的内外部检查2、水压试验学时：1.外部检查：指在用压力容器运行中的定期在线检查，每年至少进行一次。可由检验单位有资格的检验员进行，也可由经安全监察机构认可的使用单位压力容器专业人员进行。2.内外部检验：指在用压力容器停机时的检验。应由检验单位有资格的检验员进行。压力容器投用后首次内外部检验周期一般为3年。检验周期的确定取决于压力容器的安全状况等级。当安全状况等级为1、2级时，每6年至少进行一次，当压力容器安全状况等级为3级时，每3年至少进行一次内外部检验。耐压试验：指压力容器停机检验时，所进行的超过最高使用压力的液压试验或气压试验。对固定式压力容器，每两次内外部检验期间内，至少进行一次耐压试验；对移动式压力容器，每6年至少进行一次耐压试验作业P28027.28压力容器的安全操作教学目的和要求：使学生掌握压力容器安全操作要点重点：1．了解压力容器安全操作要点2．掌握压力容器的维护与保养学时：

正确合理地操作和使用压力容器，是保证其安全运行的一项重要措施。对压力容器操作的基本要求：

1．平稳操作

平稳操作主要是指缓慢地进行加载和卸载以及运行期间保持载荷的相对稳定。压力容器开始加压时，速度不宜过快，尤其要防止压力的突然升高，因为过高的加载速度会降低材料的断裂韧性，可能使存在微小缺陷的容器在压力的冲击下发生脆断。高温容器或工作温度在零度以下的容器，加热或冷却也应缓慢进行，以减小壳体的温度梯度。运行中更应该避免容器温度的突然变化，以免产生较大的温度应力。运行中压力频繁地或大幅度地波动，对容器的抗疲劳破坏是极不利的，因此应尽量避免压力波动，保持操作压力的稳定。

2.防止超载

由于压力容器允许使用的压力、温度、流量及介质充装等参数是根据工艺设计要求和保证安全生产的前提下制定的，故在设计压力和设计温度范围内操作可确保运行安全。反之如果容器超载超温超压运行，就会造成容器的承受能力不足，因而可能导致压力容器爆炸事故的发生。

3．容器运行期间的检查

在压力容器运行过程中，对工艺条件、设备状况及安全装置等进行检查，以便及时发现不正常情况，采取相应的措施进行调整或消除，防止异常情况的扩大和延续，保证容器的安全运行。

4．操作记录

操作记录是生产操作过程中的原始记录，操作人员应认真及时，准确真实地记录容器实际运行状况。

5．容器的紧急停止运行

运行中若容器突然发生故障，严重威胁安全时，容器操作人员应及时采取紧急措施，停止容器运行，并上报上级领导。

6．容器的维护保养

加强容器的维护保养防止容器因被腐蚀而致壁厚减薄甚至发生断裂事故。